MAKALAH ANATOMI DAN FISIOLOGI MANUSIA ³PERANAN SISTEM SARAF PADA KONTRAKSI OTOT RANGKA´
OLEH:
NAMA
: IKA SARTIKA
STAMBUK
: A1C2 07 086
PROGRAM STUDI
: PENDIDIKAN BIOLOGI
JURUSAN
: PENDIDIKAN MIPA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS HALUOLEO KENDARI 2010
1|P a g e
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan yang Maha Esa karena berkat rahmat dan karunia-Nya-lah sehingga saya dapat menyelesaikan penyusunan makalah ini. Dan tak lupa ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada temanteman yang telah ikut berpartisipasi dengan memberikan dukungan dan motivasi sehingga saya dapat menyelesaikan makalah ini. Makalah ini membahas tentang bagaimana peranan sistem saraf dalam kontraksi otot rangka. Selain itu makalah ini juga akan membahas tentang anatomi sel saraf serta mekanisme impuls saraf. Saya sangat menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu saran dan kritik yang bersifat membangun sangat saya harapkan demi kesempurnaan makalah saya selanjutnya. Saya barharap makalah ini dapat bermanfaat bagi para pembaca.
Kendari, 7 Juli 2010
Penulis
2
|P a g e
DAFTAR ISI
Hal Judul...........................................................................................................
1
Kata Pengantar......................................... ..................................................
2
Daftar isi................ isi................................................................................. ................................................................. ....................
3
BAB I PENDAHULUAN PE NDAHULUAN A. Latar Belakang............................................... Belakang................................................................................ ................................. 4 B. Rumusan Masalah..................................... ...................................... 4 C. Tujuan.............................................................................................
4
D. Manfaat...........................................................................................
5
BAB II DAFTAR PUSTAKA.............................. .....................................
6
BAB III PEMBAHASAN A. Anatomi Jaringan Saraf..................................... .............................. 9 B. Mekanisme Impuls Saraf....................... .........................................
12
C. Mekanisme Timbulnya Kontraksi Otot..........................................
14
BAB IV A. Kesimpulan.....................................................................................
16
B. Saran...............................................................................................
16
Daftar Pustaka....................................................... .....................................
17
3
|P a g e
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang
Sistem saraf berhubungan dengan sistem koordinasi serta bereaksi terhadap impuls yang dikirim oleh reseptor sensoris yang dikenal sebagai saraf. Gambaran struktural dari jaringan saraf digambarkan sebagai sel-sel saraf dan sel-sel neurologis penunjang. Sistem persarafan dibagi menjadi dua bagian yaitu sistem saraf pusat dan sistem saraf tepi. Sistem saraf pusat terdiri atas otak dan medula spinalis, sedangkan sistem saraf perifer terdiri atas saraf somatik dan saraf otonom yang dibedakan atas saraf simpatis dan saraf parasimpatis. Saraf somatik adalah susunan saraf yang mempunyai peranan spesifik untuk mengatur aktivitas otot sadar atau serat lintang. Sedangkan saraf otonom adalah saraf yang mempunyai peranan penting memengaruhi pekerjaan otot involunter seperti jantung, hati, pankreas, jalan pencernaan, ke lenjar dan lain-lain. Sel saraf mempunyai kemampuan dalam konduksi impuls atau melakukan impuls. Fungsi impuls adalah sebagai pembawa
informasi yakni tentang
perubahan-perubahan yang terjadi di lingkungan. B. Rumusan Masalah
Rumusan masalah yang diangkat dalam makalah ini yaitu; 1. Bagaimana anatomi sel saraf? 2. Bagaimana mekanisme impuls saraf? 3. Bagaimana pengaruh saraf terhadap mekanisme timbulnya kontraksi otot? C.
Tujuan
Tujuan yang ingin dicapai dalam penulisan makalah ini yaitu untuk; 1. Menjelaskan anatomi sel saraf pada manusia. 2. Menjelaskan mekanisme impuls saraf manusia. 3. Menjelaskan mekanisme kerja saraf sehingga timbul kontraksi otot pada manusai. 4
|P a g e
D. Manfaat
Manfaat yang dapat diperoleh dari makalah ini yaitu pembaca dapat; 1. Mengetahui anatomi sel saraf pada manusia. 2. Mengetahui mekanisme impul saraf pada manusia 3. Mengetahui mekanisme kerja saraf sehingga timbul kontraksi otot.
5
|P a g e
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Sistem saraf adalah suatu struktur yang terdiri dari komponen-komponen sel saraf (neuron). Fungsi sistem saraf adalah mengkoordinasi seluruh kegiatan organ di seluruh tubuh seperti denyut jantung, pernafasan, pergerakan, sekresi kelenjar dan lain-lain. Sel saraf mempunyai kemampuan dalam konduksi impuls atau melakukan impuls. Fungsi impuls adalah sebagai pembawa informasi yakni tentang perubahan perubahan yang terjadi dilingkungan, misalnya perubahan temperatur dari panas ke dingin, perubahan cahaya dari gelap ke terang (Irianto, 2004:240-241). Salah satu organ yang berfungsi untuk menyelenggarakan kerja sama yang rapih dalam organisasi dan koordinasi kegiatan tubuh. Dengan pertolongan saraf dapat kita menerima suatu rangsangan dari luar pengendalian pekerjaan otot. Pusat sel saraf (neuron) terdiri dari sebuah badan sel yang disebut perikarion, berisi nukleus. Di dalam sitoplasma perikarion terdapat bahan-bahan yang disebut substansia nissel. Dari perikarion keluar prosesus yang menghantarkan rangsangan perikarion yang disebut dendrit, jumlahnya lebih banyak (lebih dari satu). Prosesus yang menghantarkan rangsangan keluar dari perikarion disebut akson. Jumlah akson biasanya hanya satu (Syaifuddin, 2006:274). Sebuah Serabut saraf mempunyai saraf mempunyai kemampuan konduktivitas (penghantar) dan exsitabilitas (dapat dirangsang). Serabut saraf berkemampuan memberikan reaksi atas rangsangan dari sumber luar, seperti, rangsangan mekanik, elektrik, kimiawi atau fisik; yang menimbulkan impuls yang dihantarkan melalui serabut saraf. Sebuah impuls saraf selalu dihantarkan melalui dendrit ke sel, lantas dari sel ke axon. Proses demikian disebut dalil penghantaran maju. maju. Dengan cara yang sama, sebuah impuls dapat juga melintasi sejumlah neuron (Pearce, 2004:276). Sebagian besar neuron mengirim sinyal melalui akson mereka, meskipun beberapa jenis mampu dendrit-ke-dendrit komunikasi. (Pada kenyataannya, jenis neuron yang disebut sel-sel amacrine tidak mempunyai akson, dan berkomunikasi 6
|P a g e
hanya melalui dendrit mereka.) Neural menyebarkan sinyal di sepanjang akson dalam bentuk gelombang elektrokimia tindakan yang disebut potensi, yang menghasilkan sel-sel untuk sinyal pada titik-titik di mana akson terminal sinaptik membuat kontak dengan sel lain. Sinaps dapat listrik atau kimia. Sinaps listrik membuat sambungan listrik langsung antara neuron, tapi sinaps kimia jauh lebih umum, dan jauh lebih beragam fungsi. Pada sinaps kimia, sel yang mengirim sinyal disebut presynaptic, dan sel yang menerima sinyal disebut pasca-sinaptik. Baik presynaptic dan daerah pasca-sinaptik penuh mesin molekuler yang melaksanakan proses sinyal. Presynaptic daerah yang berisi sejumlah besar kapal kecil berbentuk bola yang disebut vesikula sinapsis, neurotransmiter dikemas dengan bahan kimia. Ketika terminal presynaptic elektrik dirangsang, molekul array tertanam dalam membran diaktifkan, dan menyebabkan isi vesikula akan dilepaskan ke ruang sempit antara presynaptic dan pasca-sinaptik membran, yang disebut celah sinaptik. Neurotransmitter kemudian mengikat reseptor pasca-sinaptik tertanam dalam membran, menyebabkan mereka untuk memasukkan negara diaktifkan. Tergantung pada jenis reseptor, efek yang dihasilkan pada sel pasca-sinaptik mungkin rangsang, penghambatan, atau modulatory dalam cara yang lebih kompleks. Misalnya, pelepasan neurotransmitter asetilkolin di kontak sinaptik antara motor neuron dan sel otot yang cepat menginduksi kontraksi sel otot. Seluruh proses transmisi sinaptik hanya membutuhkan waktu sepersekian milidetik, meskipun efek pada pasca-sinaptik sel akan bertahan lebih lama lagi (bahkan tanpa batas waktu, dalam kasus di mana sinyal sinaptik mengarah pada pembentukan sebuah jejak memori) (Delta Force, 2 Maret 2010; http://grandmall10.wordpress.com/2010/03/02/sistem-saraf-manusia/). http://grandmall10.wordpress.com/2010/03/02/sistem-saraf-manusia/ ). Sistem retikulan juga menerima masukan impuls dan substansia gnisea periakuaduktus (periaqueductal grey matter) melalui jaras peka endorfin (endorphin (endorphin sensitive projection system).Sistem retikulan juga menerima masukan impuls dan substansia gnisea periakuaduktus (periaqueductal grey matter) melalui jaras peka endorfin (endorphin (endorphin sensitive projection system). system). Selanjutnya sistem retikular 7
|P a g e
memberi umpan-balik ke korteks serebri melalui jaras retikulo-kontikal (reticulo(reticulocortical projection system), system), sedangkan impuls penghamba turun dan sistem jetikular melalui jaras kaudal-retikuler (caudal-reticular (caudal-reticular projection system) system) ke nukleus spinal apikal (Rudi Kastono, 1999; http://www.kalbe.co.id/files/cdk/files/cdk_123_hipertensi_dan _stres.pdf ). ).
Sistem saraf (Nervous System) merupakan salah satu sistem organ yang ada di tubuh kita. layaknya sebuah sistem jaringan jaringan komunikasi, sel-sel saraf di setiap bagian dari tubuh memainkan peran dalam proses menanggapi rangsangan dan pengendalian otot-otot kita. Sistem saraf dibina lebih dari 80 jaringan saraf utama. Setiap jaringan saraf tersusun atas 1 juta neuron, yaitu unit fungsional sistem saraf (sel-sel saraf). Neuron atau sel saraf memiliki bagian-bagian sel yang berbeda dengan tipe sel lainnya. Berikut bagian-bagian sel saraf beserta fungsinya dalam menghantarkan impuls (rangsangan) sebagai unit fungsional sistem saraf (Farid Fakhomi, 1 November 2009; http://wordbiology.wordpress.com/2009/11/01/sistem-saraf/ http://wordbiology.wordpress.com/2009/11/01/sistem-saraf/). ).
8
|P a g e
BAB III PEMBAHASAN A. Anatomi Jaringan Saraf
Sistem saraf adalah suatu struktur yang terdiri dari komponen-komponen sel saraf (neuron). Sel saraf terdiri dari badan dan juluran-juluran protoplasma yang disebut akson atau neurit, yang berfungsi untuk mengantarkan impuls-impuls melalui dendrit kemudian ke badan sel saraf tersebut dan keluar melalui akson. Badan sel saraf disebut perikarion yang berisi nukleus. Di dalam sitoplasma perikarion terdapat bahan-bahan yang disebut d isebut substansi nissel.
Simpai mielin yang berlekuk-lekuk disebut nodus ranvier di dalam saraf perifer. Akson dan dendrit tergabung dalam berkas-berkas jaringan ikat disebut endoneurium. Berkas ini tergabung menjadi berkas yang lebih besar disebut epineurium. Apabila sebuah akson terputus maka bagian yang terputus hubungannya dengan korion akan mengalami degenerasi, akson dan simpai mielinnya akan berdegenerasi. Di luar susunan saraf terdapat selubung kedua, diluar selubung mielin yang terdiri dari sel-sel Schwan. Sel-sel Schwan ini akan
9
|P a g e
berploriferasi membentuk kolom-kolom, dari ujung sentral akson akan tumbuh masuk dalam kolom-kolom ini. Sel-sel saraf akan berkumpul membentuk jaringan saraf dan selanjutnya jaringan-jaringan saraf akan berkumpul dan berkoordinasi membentuk sistem saraf. Hubungan antara sel saraf yang satu dengan sel saraf yang lain disebut sinapsis, sedangkan hubungan antara sel saraf dengan serabut otot disebut
neuromuscular junction. Antara sel saraf (neuron) dengan sel saraf lainnya terjalin menurut ikatan sinapsis. Hubungan ujung saraf berfungsi apabila diperlukan untuk mengantarkan rangsangan impuls. Dikatakan sinapsis bila sedang berfungsi mengirim impuls, hubungan menjadi satu kesatuan, k esatuan, dan bila tidak berfungsi akan berpisah. berp isah.
Dasar fungsi saraf mengirimkan sinyal ke sel lain mencakup kemampuan untuk bertukar sinyal neuron satu sama lain. Jaringan dibentuk oleh kelompokkelompok yang saling berhubungan neuron mampu berbagai fungsi, termasuk fitur deteksi, pola generasi, dan waktu. Pada kenyataannya, sulit untuk menetapkan batas-batas untuk jenis-jenis informasi pengolahan yang dapat
10 | P a g e
dilakukan oleh jaringan saraf: Warren McCulloch dan Walter Pitts pada tahun 1943 menunjukkan bahwa bahkan terbentuk dari jaringan yang sangat disederhanakan abstraksi matematis dari neuron mampu ko mputasi universal. Neuron pada manusia dapat kita kelompokkan berdasarkan struktur dan fungsinya. Neuron berdasarkan strukturnya dibagi menjadi tiga tipe, yaitu neuron multipolar, neuron bipolar, neuron unipolar. Neuron multipolar adalah tipe neuron yang memiliki banyak dendrite dan satu akson. Neuron bipolar memiliki hanya satu dendrite dan satu akson, sedangkan neuron unipolar tidak memiliki dendrite dan proses penghantaran impuls dilakukan oleh satu akson.
Berdasarkan fungsinya sel saraf dapat dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu sel saraf motorik, sel saraf sensorik dan sel saraf penghubung. Sel saraf motorik berfungsi menghantarkan atau membawa impuls saraf dari otak dan sumsum tulang belakang ke otak atau saraf tepi atau saraf perifer. Sel saraf sensorik berfungsi menghantarkan impuls-impuls saraf dari alat indera ke otak atau sumsum tulang belakang. Dan sel saraf penghubung mengandung sel saraf sensorik dan sel saraf motorik sehingga dapat menghantarkan impuls dalam dua jurusan.
11 | P a g e
Susunan saraf pada manusia dibagi atas dua bagian penting yaitu susunan saraf pusat dan susunan saraf perifer. Susunan saraf pusat terdiri atas otak dan medula spinalis atau sumsum tulang belakang. Sedangkan susunan saraf tepi dibedakan atas susunan saraf somatik dan susunan saraf otonom. Susunan saraf somatik adalah susunan saraf yang mempunyai peranan spesifik untuk mengatur aktivitas otot sadar dan serat lintang. Susunan saraf otonom adalah susunan saraf yang mempunyai peranan penting memengaruhi pekerjaan otot involunter (otot polos) seperti jantung, hati, pankreas, saluran pencernaan, kelenjar dan lain-lain. Susunan saraf otonom dapat dibedakan lagi menjadi susunan saraf simpatik dan susunan saraf parasimpatik yang bekerja secara berlawanan. B. Mekanisme Impuls Saraf
Impuls dapat dihantarkan melalui beberapa cara, di antaranya melalui sel saraf dan sinapsis. Berikut ini akan dibahas secara r inci kedua cara tersebut. 1. Penghantaran Impuls Melalui Sel Saraf Penghantaran impuls baik yang berupa rangsangan ataupun tanggapan melalui serabut saraf (akson) dapat terjadi karena adanya perbedaan potensial listrik antara bagian luar dan bagian dalam sel. Pada waktu sel saraf beristirahat, kutub positif terdapat di bagian luar dan kutub negatif terdapat di bagian dalam sel saraf. Diperkirakan bahwa rangsangan (stimulus) pada indra menyebabkan terjadinya pembalikan perbedaan potensial listrik sesaat. Perubahan potensial ini ( depolarisasi) depolarisasi) terjadi berurutan sepanjang serabut saraf. Kecepatan perjalanan gelombang perbedaan potensial bervariasi antara 1 sampai dengart 120 m per detik, tergantung pada diameter akson dan ada atau tidaknya selubung mielin. Bila impuls telah lewat maka untuk sementara serabut saraf tidak dapat dilalui oleh impuls, karena terjadi perubahan potensial kembali seperti semula (potensial istirahat). Untuk dapat berfungsi kembali diperlukan waktu 1/500 sampai 1/1000 detik. Energi yang digunakan berasal dari hasil pemapasan sel yang dilakukan oleh mitoko ndria dalam sel saraf. 12 | P a g e
Stimulasi yang kurang kuat atau di bawah ambang ( threshold) threshold) tidak akan menghasilkan impuls yang dapat merubah potensial listrik. Tetapi bila kekuatannya di atas ambang maka impuls akan dihantarkan sampai ke ujung akson. Stimulasi yang kuat dapat menimbulkan jumlah impuls yang lebih besar pada periode waktu t ertentu daripada impuls yang lemah. 2. Penghantaran Impuls Melalui Sinapsis Titik temu antara terminal akson salah satu neuron dengan neuron lain dinamakan sinapsis. dinamakan sinapsis. Setiap terminal akson membengkak membentuk tonjolan sinapsis. Di dalam sitoplasma tonjolan sinapsis terdapat struktur kumpulan membran kecil berisi neurotransmitter; yang disebut vesikula sinapsis. Neuron sinapsis. Neuron yang berakhir pada tonjolan sinapsis disebut neuron pra-sinapsis. neuron pra-sinapsis. Membran ujung dendrit dari sel berikutnya yang membentuk sinapsis disebut post sinapsis. Bila impuls sampai pada ujung neuron, maka vesikula bergerak dan melebur dengan membran pra-sinapsis. Kemudian vesikula akan melepaskan neurotransmitter berupa berupa asetilkolin. Neurontransmitter adalah suatu zat kimia yang dapat menyeberangkan impuls dari neuron pra-sinapsis ke post-sinapsis. Neurontransmitter ada bermacam-macam misalnya asetilkolin yang terdapat di seluruh tubuh, noradrenalin terdapat di sistem saraf simpatik, dan dopamin serta serotonin yang terdapat di otak. Asetilkolin kemudian berdifusi melewati celah sinapsis dan menempel pada reseptor yang terdapat pada membran postmembran post sinapsis. sinapsis. Penempelan asetilkolin pada reseptor menimbulkan impuls pada sel saraf berikutnya. Bila asetilkolin sudah melaksanakan tugasnya maka akan diuraikan oleh enzim asetilkolinesterase yang dihasilkan oleh membran postmembran post sinapsis. sinapsis.
13 | P a g e
C.
Mekanisme Timbulnya Kontrak si si Otot
Timbulnya kontraksi pada otot rangka dimulai dengan potensial aksi dalam serabut-serabut otot. Potensial aksi ini menimbulkan arus listrik yang menyebar ke bagian dalam serabut, dimana menyebabkan dilepaskannya ion-ion kalsium dari retikulum endoplasma. Selanjutnya ion kalsium menimbulkan peristiwa peristiwa kimia proses ko ntraksi. Dalam fungsi tubuh normal, serabut-serabut otot rangka dirangsang oleh serabut-serabut saraf besar bermielin. Serabut-serabut saraf ini melekat pada serabut-serabut otot rangka dalam hubungan saraf otot (neuromuscular junction) yang terletak di pertengahan otot. Ketika potensial aksi sampai pada neuromuscular junction, terjadi depolarisasi dari membran saraf, menyebabkan dilepaskan Acethylcholin, kemudian akan terikat pada motor end plate membran menyebabkan terjadinya pelepasan ion kalsium yang menyebabkan terjadinya ikatan Actin-Myosin yang akhirnya menyebabkan kontraksi otot. Oleh karena itu
14 | P a g e
potensial aksi menyebar dari tengah serabut ke arah kedua ujungnya, sehingga kontraksi hampir bersamaan terjadi di seluruh sarkomer otot.
Gerak dapat dilakukan secara sadar (gerak biasa) dan secara tidak sadar (gerak reflek). Perbedaan dari kedua macam gerak tersebut adalah berkaitan dengan jalannya impuls saraf yang melewati sistem saraf pusat, yaitu jika impuls melewati otak maka gerak yang dilakukan sebagai hasil respon dari otak dinamakan gerak sadar, sedangkan jika impuls tidak melewati otak tetapi sumsum tulang belakang, maka gerak yang dihasilkan sebagai respon dari sumsum tulang belakang dinamakan gerak reflek. y
Mekanisme gerak biasa (gerak sadar) Rangsangan ±> saraf sensorik sensorik ±> otak ±> saraf motorik ±> gerak otot
y
Mekanisme gerak reflek (gerak tidak sadar) Rangsangan ±> saraf sensorik ±> pusat integrasi di sumsum tulang belakang ± > saraf motorik ±> gerak otot
15 | P a g e
BAB IV PENUTUP A. Kesimpulan Berdasarkan hasil pembahasan maka dapat disimpulkan beberapa hal diantaranya yaitu: 1. Sistem saraf adalah suatu struktur yang terdiri dari komponen-komponen sel saraf (neuron). 2. Sel saraf terdiri dari badan sel, dendrit, akson, mielin, sel Schwan dan serabutserabut neurit. 3. Impuls dapat dihantarkan melalui beberapa cara, di antaranya melalui sel saraf dan sinapsis. 4. Timbulnya kontraksi pada otot rangka dimulai dengan potensial aksi dalam serabut-serabut otot. Potensial aksi ini menimbulkan arus listrik yang menyebar ke bagian dalam serabut, dimana menyebabkan dilepaskannya ionion
kalsium
dari
retikulum
endoplasma.
Selanjutnya
ion
kalsium
menimbulkan peristiwa-peristiwa kimia proses kontraksi. 5. Mekanisme gerak biasa (gerak sadar) Rangsangan ±> saraf sensorik sensorik ±> otak ±> saraf motorik ±> gerak otot 6. Mekanisme gerak reflek (gerak tidak sadar) Rangsangan ±> saraf sensorik ±> pusat integrasi di sumsum tulang belakang ± > saraf motorik ±> gerak otot B. Saran Saran yang dapat saya ajukan yaitu semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi para pembaca.
16 | P a g e
DAFTAR PUSTAKA
Fakhomi, F., 2009; http://wordbiology.wordpress.com/2009/11/01/sistem-saraf/ Force, D., 2010; http://grandmall10.wordpress.com/2010/03/02/sistem-saraf-manusia/ Irianto, 2004. Struktur dan Fungsi Tubuh Manusia. Manusia. Yrama Widya. Bandung. Pearce, E. C., 2004. Anatomi 2004. Anatomi dan Fisiologi untuk Paramedis. Paramedis. Gramedia. Jakarta. Kastono, R., 1999; http://www.kalbe.co.id/files/cdk/files/cdk http://www.kalbe.co.id/files/cdk/fil es/cdk 123_hipertensi 123_ hipertensi dan_stres.pdf Syaifuddin, 2006. Anatomi Fisiologi untuk Mahasiswa Keperawatan Edisi 3. 3. EGC. Jakarta.
17 | P a g e
